행정안전부시험출제과장

계산기 사용가능 여부 가능

기계설계 ² ₂

제 4 문. 다음의 그림은 전동기로부터 1800 rpm, 7.36 kW의 동력을 전달하는 전동기축을 평벨트를 이용하여 _^로 감속시켜 구동부로 전동하는 장치이다. 구동부로 연결 되는 축의 양측에 베어링 A와 베어링 B가 설치되어 있으며, 각 축을 이루는 재료의 허용 전단응력은 49.1 MPa, 허용 굽힘응력은 78.5 MPa, E ＝ 206 GPa

이며 G ＝ 81.4 GPa이다. (총 40점)

1) 표준 축지름의 표를 참조하여 전동기축이 비틀림만을 받을 때 축의 직경을 구하시오. (3점)

2) 전동기축과 풀리 사이에 규격 5 × 5 × 24(폭(b) × 높이(h) × 길이(^))의 평행키 (구 성크키)를 설치할 경우 키에 생기는 전단응력과 압축응력을 구하시오. (6점) 3) 표준 축지름의 표를 참조하여 풀리Ⅱ가 설치된 축에 발생하는 상당 굽힘모멘트

및 상당 비틀림모멘트를 구한 후, 이 때 적절한 축의 직경을 결정하시오. (10점) (단, 풀리Ⅱ의 자중은 무시하며 긴장측 및 이완측 장력의 합이 수직방향으로

6867 N 작용하고, ^＝^＝ 60 mm이다)

4) 베어링 설치 구간 사이의 비틀림 각을 구하고, 1m당 1/4도 이내의 설계 제한 조건을 만족하는지 설명하시오. (3점)

5) 베어링 A가 폭경비 1.5인 미끄럼 베어링이라고 할 때, 저널의 직경과 길이를 구하고, 이때의 베어링 압력 p를 구하시오. 또한, 미끄럼 베어링부의 마찰계수를 0.05라 할 때 마찰손실 일량 및 마력을 구하시오. (10점)

6) 평벨트를 이용하여 전동할 때 풀리Ⅰ의 직경을 180 mm로 할 경우 풀리Ⅱ의 직경을 구하시오. 또한, 벨트와 풀리 사이의 마찰계수를 0.3으로 하고 긴장측 및 이완측의 장력을 구하려고 할 때 원심력의 영향을 고려해야 하는지 여부를 결정하고, 이 경우 장력을 구하는 식을 구하시오. (8점)

전동기

구동부로연결

평행키 풀리Ⅰ

풀리Ⅱ 평벨트 전동

베어링 A 베어링 B

_



_

<표> 표준 축지름

지름 [mm] 길이 [m] 지름 [mm] 길이 [m]

9 3.5, 4.5

5.5, 6.0 50 55 60 65 70 75 80 90 95 100

 │ │ │ │ │ │ │

│ 3.5, 4.5  │ 5.5 │ │ │ │ │ │ │  12

16 19 22 25 28 32 36 38 42 44 48

 │ │ │

│ │ 3.5, 4.5 │ │ 5.0, 5.5  │ 6.0, 6.5 │ │ 7.0 │ │ │ │ 

행정안전부 시험출제과장

계산기 사용가능 여부 가능

기계설계 ¹ ₂

기계설계

2010년 시행 행정고등고시(기술직) 제2차시험

응시번호 : 성명 :

제 1 문. 기어의 일반적인 강도설계에 있어서 중요한 두 가지 인자는 굽힘강도와 면압

강도이다. (총 20점)

1) 위 두 인자의 중요성을 각각 설명하시오. (10점)

2) 위 두 인자와 관련된 공식에 대해 간략히 설명하고, 이를 사용한 설계방법에 대해 논하시오. (10점)

제 2 문. 얇은 평판에 아래과 같은 평면응력이 작용하고 있을 때, 각각에 대하여 최대 주응력설, 최대전단응력설, 전단변형에너지설을 적용하여 재료의 강도에 대한

안전계수를 구하시오. (총 30점)

(단, 안전계수에 관한 판재의 기준강도는 800 MPa로 한다) 1) ^x＝ 0, ^y＝ 0, ^xy＝ 100 MPa (12점)

2) ^x＝ 400 MPa, ^y＝ 300 MPa, ^xy＝ 0 (18점)

제 3 문. 두께 t [mm]의 강판을 연결하는 1줄 겹치기 이음에서 리벳의 피치와 판효율을

구하시오. (총 10점)

(단, 리벳의 지름은 d [mm], 리벳의 허용전단응력은 ^[N/mm²], 강판의 허용 인장응력은 S [N/mm²], 종탄성계수는 E

[ [

1) 리벳의 피치를 위에 주어진 변수로 나타내시오. (5점) 2) 판효율을 유도하고 위에 주어진 변수로 나타내시오. (5점)